[发明专利]一种电容器的故障监测方法及装置

权利要求书

1.一种电容器的故障监测方法，所述电容器用于列车的变流器且至少设有用于感测直流母线电压的电压传感器，所述故障监测方法包括：

获取所述电容器的直流母线的电压值，包括所述列车在停车工况下放电过程中的第一电压值U₁和第二电压值U₂；

至少部分地基于所述电压值确定所述电容器的电容值，包括：基于所述第一电压值U₁和第二电压值U₂以及所述电容器从所述第一电压值U₁降至所述第二电压值U₂的时间Δt，根据公式计算所述电容器的电容值，其中R为已知的放流电阻的阻值；

响应于所述电容器的电容值低于电容值阈值，发出故障预警信号；

对所述电容器的电容值的历史数据执行曲线拟合以获得所述电容器的电容值下降趋势曲线；以及

基于所述电容器的电容值下降趋势曲线进行所述电容器的寿命预测，包括：

求解计算公式以确定所述电容器的剩余寿命，其中h(t)是由所述电容值下降趋势曲线得到的在时刻t的电容值下降梯度函数，t_剩余为电容的剩余寿命，△C为所述电容器的当前电容值和所述电容值阈值的差值。

2.如权利要求1所述的电容器的故障监测方法，其特征在于，所述电容器还设有用于感测流经所述电容器的电流的电流传感器，所述故障监测方法还包括：获取所述列车运行工况下流经所述电容器的电流在线监测值；

所述获取所述电容器的电压值包括：获取所述列车运行工况下所述电容器的直流母线的电压在线监测值，

所述至少部分地基于所述电压值确定所述电容器的电容值包括：基于所述电容器的电压在线监测值和所述电流在线监测值计算所述电容器的电容值。

3.如权利要求2所述的电容器的故障监测方法，其特征在于，所述基于所述电压在线监测值和所述电流在线监测值确定所述电容器的电容值包括：

对所述电压在线监测值和所述电流在线监测值执行傅立叶变换以提取对应一倍开关频率和二倍开关频率的电压成分和电流成分；以及

基于所述对应一倍开关频率和二倍开关频率的电压成分和电流成分计算所述电容的电容值。

4.如权利要求3所述的电容器的故障监测方法，其特征在于，还包括：

基于所述对应一倍开关频率和二倍开关频率的电压成分和电流成分计算所述电容的串联等效电阻值；以及

响应于所述串联等效电阻值高于ESR阈值，发出故障预警信号。

5.如权利要求4所述的电容器的故障监测方法，其特征在于，基于所述对应一倍开关频率和二倍开关频率的电压成分和电流成分计算所述电容的电容值和所述串联等效电阻值包括：

求解方程和以获得所述电容的电容值和串联等效电阻值，其中U_fs和U_2fs分别是一倍开关频率和两倍开关频率的电压成分，以及I_fs和I_2fs分别是一倍开关频率和两倍开关频率的电流成分。

6.如权利要求1所述的电容器的故障监测方法，其特征在于，所述电容器还设有用于感测所述电容器内部的压力的压力传感器，所述故障监测方法还包括：

获取所述电容器的内部的压力值；以及

响应于所述压力值偏离压力阈值达到预设范围，发出故障预警信号。

7.如权利要求1所述的电容器的故障监测方法，其特征在于，所述电容器还设有用于感测所述电容器内部的温度的温度传感器，所述故障监测方法还包括：

获取所述电容器的内部的温度值；以及

响应于所述温度值偏离温度阈值达到预设范围，发出故障预警信号，所述温度阈值基于所述电容器的温度历史数据获得。